学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

3～5μm光学参量振荡器优化设计

作　者: 朱国利
导　师: 鞠有伦
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 中红外激光器 ZGP光学参量振荡器 Tm,Ho:GdVO4晶体 转换效率 光束质量
分类号: TN752
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 179次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着一批新型优质非线性光学晶体的发明、生长成熟、广泛应用以及非线性光学频率变换和可调谐光学技术的飞速发展,由光学参量振荡器（OPO）实现的宽频可调谐激光在环境监测、遥感、医疗诊断和治疗、激光光谱学研究、材料处理、数据通信、光电测量、激光测距、激光雷达、光电对抗等领域已显示出重大的应用价值,尤其在现有激光器输出波长所不能涵盖而在军事上具有很高应用价值的35μm这一中红外波段的光源,在国内外都需求紧迫。本论文的主要工作就是从OPO泵浦系统、OPO腔长、OPO输出镜反射率入手完成对35μm ZnGeP2（ZGP）OPO的优化设计。理论方面,分别从OPO泵浦源Tm,Ho激光系统和OPO相关理论两个方面进行了介绍和分析。关于Tm,Ho激光系统,介绍了Tm,Ho系统主要能级结构和跃迁,重点分析了Tm,Ho系统的上转换效应。OPO方面,以稳态波方程为基础,理论分析了OPO的增益、阈值及转换效率。实验方面,完成ZGP OPO泵浦源和ZGP OPO本身的优化。通过实验完成了对Tm,Ho:GdVO4晶体最佳泵浦波长、Tm,Ho:GdVO4晶体几何尺寸、Tm,Ho:GdVO4晶体离子掺杂浓度的合理选择,用一块Tm,Ho:GdVO4晶体获得了19.1W的2μm输出,斜率效率达到50.4%,光-光效率达到46.4%。谐振腔中放置两块Tm,Ho:GdVO4晶体,实验获得30.5W连续、29.3W脉冲2μm激光平均功率输出,连续时对应光-光效率达到45.9%,斜率效率47.2%,完成了对ZGP OPO泵浦源的进一步优化设计。ZGP OPO部分,分别对单程泵浦和双程泵浦方式进行了实验研究,重点研究了单程泵浦的ZGP OPO,通过理论分析和实验完成了对单程泵浦ZGP OPO泵浦耦合系统、泵浦功率密度、腔长和输出镜反射率的合理选择,实现了对35μm光学参量振荡器的优化设计,平均输出功率超过了国际上报道的最高水平。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 研究背景及意义  9-13
    1.1.1 大气窗口  9-10
    1.1.2 光电对抗  10-12
    1.1.3 激光医疗  12-13
  1.2 3~5μm OPO 泵浦源发展状况  13-15
    1.2.1 Tm,Ho 激光器  13-14
    1.2.2 Tm 激光泵浦Ho 激光器  14-15
  1.3 3~5μm OPO 发展现状  15-19
    1.3.1 3~5μm PPLN OPO 发展状况  16-17
    1.3.2 3~5μm ZnGeP2 OPO 发展状况  17-18
    1.3.3 3~5μm AgGaSe2 OPO 发展状况  18
    1.3.4 其他形式的3~5μm OPO 发展状况  18-19
  1.4 本文主要研究内容  19-21
第2章 OPO 泵浦源Tm,Ho 激光的理论分析  21-33
  2.1 Tm,Ho 激光速率方程理论  21-23
  2.2 Tm,Ho 激光工作物质  23-26
  2.3 Tm,Ho 激光上转换分析  26-30
  2.4 晶体热效应分析  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 OPO 泵浦源优化设计  33-49
  3.1 泵浦波长对Tm,Ho:GdVO_4 激光器的影响  33-37
    3.1.1 实验方法  33
    3.1.2 实验装置  33-35
    3.1.3 实验结果及分析  35-37
  3.2 晶体尺寸和浓度对Tm,Ho:GdVO_4 激光器的影响  37-45
    3.2.1 实验装置  37-38
    3.2.2 实验结果与分析  38-45
  3.3 OPO 泵浦源优化设计后的输出效果  45-48
    3.3.1 实验装置  45-46
    3.3.2 实验结果  46-48
  3.4 本章小结  48-49
第4章 OPO 的基本理论及晶体特性  49-62
  4.1 OPO 的增益分析  49-52
  4.2 OPO 的阈值分析  52-54
  4.3 OPO 的转换效率分析  54-57
  4.4 OPO 的相位匹配和波长调谐  57-59
  4.5 ZnGeP_2 晶体特性及调谐技术  59-61
  4.6 本章小结  61-62
第5章 高功率ZnGeP2 OPO 优化设计  62-74
  5.1 单晶体双程泵浦ZGP OPO  62-65
    5.1.1 实验装置  62-63
    5.1.2 实验结果  63-65
    5.1.3 结论  65
  5.2 双晶体双程泵浦ZGP OPO  65-69
    5.2.1 实验装置  65-66
    5.2.2 实验结果  66-69
    5.2.3 结论  69
  5.3 双晶体单程泵浦ZGP OPO  69-73
    5.3.1 实验装置  69-70
    5.3.2 实验结果及分析  70-72
    5.3.3 结论  72-73
  5.4 本章小结  73-74
结论  74-75
参考文献  75-81
攻读学位期间发表的学术论文  81-83
致谢  83

相似论文

  1. 无源超高频射频识别标签芯片射频前端的研究与设计,TP391.44
  2. 不规则波作用下沉箱防波堤兼作岸式波力发电装置性能研究,TV139.2
  3. 激光器线宽对频率转换的影响,TN248
  4. 联吡啶钌类染料的合成和表征,TQ610.1
  5. 电极修饰对聚合物光伏电池性能及稳定性的影响,TM914.4
  6. 聚合物有机太阳能电池器件的性能研究,TM914.4
  7. 声学参量阵技术研究,TB52
  8. L带及宽带掺铒光纤放大器的研究,TN722
  9. 高光束质量CO_2激光焊接机及工艺实验研究,TG439
  10. Er~（+3）掺杂TiO_2电极的染料敏化太阳能电池的性究,TM914.4
  11. 高效率DPSSL设计中的相关问题研究,TN248.1
  12. 基于非线性展宽的超连续谱光源特性研究,TN248
  13. 大功率半导体激光光纤耦合输出技术的研究,TN253
  14. 腔内反射镜热畸变对激光大气传输特性的影响,TN248
  15. 高功率全光纤化Er~（3+）/Yb~（3+）共掺光纤激光器的研究,TN248.1
  16. 染料敏化TiO_2薄膜的结构及光电性质研究,TM914.4
  17. Z箍缩实验研究中探针激光脉冲的受激布里渊压缩,TL65
  18. 璧山县两口投饵池塘生态系的初步研究,S917
  19. 两级串接连续Nd∶YAG固体激光器的研究,TN248
  20. 超宽带掺铒光纤放大器的研究,TN722

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 振荡技术、振荡器 > 振荡器
© 2012 www.xueweilunwen.com